encoder-blog
کاربرد های روتاری انکودر
هدف از نوشتن این مقاله : آشنایی با انکودر Encoder و نحوه به کارگیری آن در صنعت می باشد . بنابراین از پرداختن به ساختمان داخلی انکدر و مسائل فنی در این مقاله صرف نظر می کنیم. بنظر میرسد چون تعریفی کاربردی از انکودر به صنعتگران ( غیر برقکار ) ارائه نشده کاربرد آن در صنعت گسترش نیافته است .
من مقالات زیادی را در مورد انکودر مطالعه نمودم که همگی این قطعه را از نظر ساختمان داخلی و مسائل فنی و عمدتا الکتریکی بررسی کرده بودند و بر آن شدم که این قطعه را با زبان ساده و از نظر کاربردی معرفی کنم .بنابراین این مقاله برای متخصصین برق و الکترونیک چندان مفید نبوده و مناسب افراد فنی و صنعتگر و یا ماشین ساز است .
انکودر ابزاری است که می‌تواند میزان جابجایی را اندازه گیری نموده و توسط سیگنال های الکتریکی به دیگر دستگاه ها ارسال نمایند در حقیقت از اینکودرها برای سنجش میزان جابجایی استفاده میشود در حالتی که جابجایی به صورت خطی است ازانکودرهای خطی یا linear encoder استفاده می شود که اصطلاحا خط کش دیجیتال یا Digital Scale نامیده می شود و هنگامی که میزان جابجایی به صورت دورانی یا چرخشی باشد از روتاری انکودرRotary Encoder استفاده می شود که اصطلاحا انکودر نامیده می شود.
بنابراین هرگاه بخواهیم میزان جابجایی را اندازه بگیریم از خط کش دیجیتال استفاده می کنیم. به کاربرد های زیر توجه بفرمایید.
فرض کنید که یک میز متحرک دارید که در طول یک بستر جابجا می شود یا به عبارت دیگر یک میز متحرک که در امتداد یک خط حرکت رفت و برگشتی دارد .
در شکل فوق قرار است قطعه قرمز رنگ روی قطعه مشکی حرکت رفت و برگشتی داشته باشد یعنی مسیر از A تا B را پیموده و به نقطه A برگردد و این حرکت رفت و برگشتی تکرار شود قدیما دو میکروسویچ در دو طرف نصب می شد و حرکت محور پس از برخورد با میکرو سویچ متوقف شده و در جهت عکس ادامه می یافت و هر وقت اگر لازم میشد این مسیر کوتاه تر یا بلند تر شود میکروسویچ ها بطور مکانیکی جابجا می شد. که در همه دستگاه ها مقدور نبود ، با آمدن انکودرها یا خط کش های دیجیتال، میکروسویچ ها حذف شدند و یک انکودر یا خط کش دیجیتال نصب شد بنابراین ما قادر شدیم موقعیت محور را بصورت عدد در نمایشگر یا پی ال سی
( P.L.C) داشته باشیم در این حالت این امکان وجود دارد که مکان میکروسویچ ها را بصورت عدد به نمایشگر بدهیم و از نمایشگر بخواهیم زمانی که میز در موقعیت مورد نظر قرار گرفت یک رله به عنوان کنتاکت میکروسویچ در اختیار ما بگذارد و رسیدن به عدد مورد نظر بمانند تحریک میکرو سویچ باشد .خوب حالا مزیت های زیر را بدست آورده ایم .
- قبل از نصب انکودر یا خط کش دیجیتال جهت تغییر محدوده حرکت بایستی میکروسویچ ها را جابجا میکردیم الان کافی است اعداد مربوط به دو انتها را تغییر دهیم .
- جهت جابجا کردن میکروسویچ ها بایستی ماشین متوقف می شد ولی برای تغییر عدد مربوط به موقعیت میکروسویچ فرضی نیاز به توقف ماشین نیست.
- در بعضی از پروژه ها وقتی میز به انتهای مسیر نزدیک می شد ابتدا بایستی سرعتش کم می شد و بعدا تغییر جهت میداد ( تغییر یکباره ، ماشین را فرسوده می کند ) در این حالت در هرجهت دو یا سه میکروسویچ نصب می شد تا میز متوجه رسیدن به انتهای مسیر شده و در یک یا چند مرحله سرعتش را کاهش دهد که با نصب خط کش دیجیتال همگی حذف و ماشین با توجه به اعدادی که نشانگر موقعیت ماشین است کنترل می گردد .
- در پروژه های پیچیده تر لازم است مرتبا محدوده حرکت میز ( با توجه به فاکتورهای دیگر) تغییر کند . از آنجا که موقعیت میکروسویچها را به عدد تبدیل کرده ایم امکان محاسبه این عدد با توجه به دیگر فاکتورها ( توسط پی ال سی ها یا کامپیوتر ها ) مقدور شده و محدوده حرکتی ماشین با توجه به فاکتورهای تاثیر گذار دیگر محاسبه و اعمال میگردد .
از آنجا که انکودر ها و خطکش ها بسیار دقیق هستند امکان توقف ماشین در نقطه ای دلخواه حتی با دقت میکرون (هزارم میلیمتر ) هم مقدور است که با میکروسویچ ها قابل دسترسی نیست.
شرکت آتک سنسور ترکیه تولید کننده خط کش دیجیتال ، انکودر و نمایشگرهای متنوعی است که می تواند ماشین را کنترل کند مثلا اگر یک خط کش دیجیتال (و یا یک روتاری انکودر ) را بهمراه یک نمایشگر ALC94 از این شرکت از ما تهیه نمایید می توانید چهار خروجی رله داشته باشید که بمنزله نصب چهار میکروسویچ در مثال فوق است .
تا اینجا با کاربردهای کوچکی از خط کش دیجیتال Linear Encoder و روتاری انکودر Rotary Encoder آشنا شدیم اما هنوز هیچ دیدگاهی از چگونگی کار این قطعه و یا چگونگی نصب آن نداریم .
خط کش دیجیتال Linear Encoder
همانطور که گفتیم خط کش دیجیتال حرکت خطی را به سیگنال تبدیل کرده و به نمایشگر یا کنترل کننده ها ارسال می کند یا به عبارت دیگر خط کش دیجیتال میزان جابجایی را به کمک نمایشگر ( و یا کنترل کننده ها ) به عدد تبدیل می کند .
همانطور که درشکل ملاحظه می فرمایید از دو قسمت تشکیل شده است 1- خط کش و 2- هد و روی ماشین طوری نصب می گردد که با حرکت ماشین ، هد در امتداد خط کش حرکت نماید .
خط کش ها برای کاربردهای گوناگون با شکل های فیزیکی متفاوتی تولید میگردد.
روتاری انکودر Rotary Encoder
روتاری انکودر حرکت دورانی را به سیگنال تبدیل کرده و به نمایشگر یا کنترل کننده ها ارسال می کند یا به عبارت دیگر روتاری انکودر میزان جابجایی دورانی یا گردشی را به کمک نمایشگر ( و یا کنترل کننده ها ) به عدد تبدیل می کند .
روتاری انکودراز نظر ظاهری بسیار شبیه یک موتور کوچک است وقتی محور آن را می چرخانیم سیگنالهایی را متناسب با میزان دوران به نمایشگر یا کنترل کننده ها ارسال می کند . جثه کوچک روتاری انکودر و قیمت ارزان آن در مقایسه با خط کش دیجیتال باعث شده علاوه بر سنجش حرکت دورانی ، هر جا که مقدور است حرکت خطی را به دورانی تبدیل کرده و توسط روتاری انکودرها اندازه گیری کنیم . در مثال فوق اگر فرض کنیم حرکت میز با پیچ و مهره ( مهره میل پیچ) تامین گردد . می توانیم روتاری انکودر را در انتهای میل پیچ طوری نصب نماییم که با چرخش میل پیچ محور انکودر نیز بچرخد .در این حالت وقتی پیچ را می گردانیم علاوه بر اینکه میز جابجا میشود محور انکودر نیز می گردد. از آنجا که میزان دوران پیچ با میزان جابجایی میز متناسب است پس سیگنال های خروجی از انکودر نیز با میزان جابجایی متناسب است .
در مواردی که میز با سیستم پیچ و مهره جابجا نمی شود امکان به کار گیری انکودر بدین شکل مقدور نیست شرکت اتک سنسور با ترکیب یک روتاری انکودر و یک قرقره و یک سیم فولادی محصولی را تولید نموده است که امکان اندازه گیری را به این روش ممکن ساخته . در وایر انکودر مقداری سیم نازک فولادی دور یک قرقره دقیق پیچیده شده است .
حرکت خطی سیم موجب حرکت دورانی انکودر می گردد ( توضیحات بیشتر را در بخش وایر انکودرها مطالعه فرمایید)
همچنین با نصب یک خط کش دیجیتال روی یک دستگاه تراشکاری میتوانیم میزان جابجایی محورهای ماشین را با دقت میکرون اندازه گیری نماییم از آنجا که میزان این جابجایی متناسب با ابعاد قطعه کار در حال تراش است پس ما همواره قادر خواهیم بود تا ابعاد قطعه در حال تراش را ببینیم و کنترل کنیم.
انکودر ها و خطکش های دیجیتال کاربردهای زیادی دارد که در مقالات دیگر بررسی می کنیم .
لینک و نام این مطلب ( کاربرد انکدر )